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塑料是如何制造的,简单的分步说明。

分类:塑料知识 时间:2022-05-11 17:28 浏览:297
概述
塑料是如何制造的,简单的分步说明。
内容

how is plastic made - plastic.jpg

塑料可以是“合成的”或“生物基的”。合成塑料来源于原油、天然气或煤。而生物基塑料来自可再生产品,如碳水化合物、淀粉、植物油脂、细菌和其他生物物质。


今天使用的绝大多数塑料是合成的,因为 原油加工过程中的制造方法很容易。然而,对有限石油储量不断增长的需求正在推动对来自可再生资源的新型塑料的需求,例如来自该行业的废弃生物质或动物废物产品。


在欧洲,我们的石油和天然气储量中只有一小部分(约 4-6%)用于生产塑料,其余用于运输、电力、供暖和其他应用(参考)


今天使用的大多数塑料都是通过以下步骤获得的:


1. 原材料(主要是原油和天然气,还有煤)的提取——这些是数千种化合物的复杂混合物,需要进行加工。


2. 精炼过程将原油转化为不同的石油产品——这些产品被转化为有用的化学品,包括“单体”(一种分子,是聚合物的基本组成部分)。在精炼过程中,原油在熔炉中被加热,然后被送到蒸馏装置,在那里重质原油分离成称为馏分的较轻组分。其中一种叫做石脑油,是制造大量塑料的关键化合物。但是,还有其他方法,例如使用气体。 


图 1. 塑料制造方式的图示(图改编自ref)


3. 聚合是石油工业中的一个过程,其中轻质烯烃气体(汽油)如乙烯、丙烯、丁烯(即单体)被转化为更高分子量的碳氢化合物(聚合物)。当单体化学键合成链时,就会发生这种情况。聚合有两种不同的机制:


加成聚合

加聚反应是一种单体连接到下一个单体(二聚体),二聚体连接到下一个单体(三聚体),依此类推。这是通过引入催化剂,通常是过氧化物来实现的。这个过程被称为链增长聚合物——因为它一次添加一个单体单元。加成聚合物的常见例子是聚乙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯。


缩聚

缩聚包括通过去除小分子如水来连接两种或多种不同的单体。它还需要催化剂以使相邻单体之间发生反应。这被称为阶梯式增长,因为您可以将现有链添加到另一个链。缩聚物的常见例子是聚酯和尼龙。


4. 复合/加工


在复合过程中,各种材料的混合物被熔融混合(通过熔融混合)以制成塑料配方。通常,为此目的使用某种类型的挤出机,然后将混合物造粒。然后,挤出或不同的成型工艺将这些颗粒转化为成品或半成品。复合通常发生在双螺杆挤出机上,然后根据加工机器中设定的预定条件将颗粒加工成具有独特设计、各种尺寸、形状、颜色和准确性能的塑料制品。


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